应用数字化技术提升工装设计水平

摘要：本文通过对数字化技术在工装设计中的应用现状和今后发展方向进行阐述，介绍CAD、UG、PDM系统在工装设计中的重要地位。

关键词：工装设计；CAD；UG；PDM系统

中图分类号：TP311 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 15-0000-01

To Enhance the Level of Tooling Design with Application Digitalization Technology

Liu Junmin

(AVIC South Aviation Industry Engineering Technology Department,Zhuzhou412002,China)

Abstract:Based on digital technology in the tooling design,application status and future direction of development set out to introduce the CAD,UG,PDM system in the tooling design in an important position.

Keywords:Tooling design;CAD;UG;PDM system

一、二维CAD技术的应用

我公司从90年代末开始利用二维CAD进行工装设计，主要工作内容有以下几个方面：（1）快速完成工装设计绘图工作。（2）通过二次开发出符合国家标准和企业标准的字体、图框、标题栏、明细表等，构建实现计算机绘图的基础条件，确保工装图纸的标准化并减轻设计员的工作量。（3）建立常用的标准件库和标准结构库，保留设计经验，减少不必要的重复劳动，缩短设计周期。

二、UG技术的应用

由于零件的复杂性，仅有二维CAD软件已不能真正满足工装设计的需要。必须利用UG等三维工具结合实际工作进行产品零件造型、模拟、分析等工作。

模具设计经常碰到复杂的冲压成型件，需对复杂的零件和工装都进行实体建模。所示U型座为某零件的一个焊接分件，形状复杂。设计之初U型座侧面形状未确定，焊接时接口不能完全贴合，必须对型胎反复校正。所以必须确定其两侧面型面及尺寸。为此先把零件的样件进行计量，然后根据计量的尺寸由圆弧和直线模拟其两侧面形状。在此基础上通过UG三维造型，检验其型面光滑，连续，合格。

某发动机零件要攻周边支板、凸台上的螺纹，由于零件外形支板、凸台多，在攻丝时，在几个位置上夹具与零件干涉，操作很不方便。改变设计思路，在零件两端新设计安装环，支座支在安装环上，不支在零件上，避免与支柱，凸台的干涉。同时结合三维将零件、夹具造型，通过三维参数驱动将零件的每个工位演示出来，以检查是否还有地方与滚轮支座干涉。

发动机集多学科于一身，要求极高、工作条件非常苛刻。为保证生产出满足要求的零件，需要利用三维实现精确计算。如设计超转速试验工装，因为要考核零件在5分钟内达到5万转速而内部组织稳定，不产生裂纹等各种缺陷，同时工作的夹具在设计时对转动惯量等质量属性有很严格的要求，通过三维实体设计可以他的分析功能，由其质量属性的装配质量管理对工作部件进行信息读取，不断的调整夹具形状直至得到满意的状态。

三、PDM系统在工装中的应用

PDM产品数据管理，是帮助工程技术人员、管理人员在产品全生命周期中管理产品数据与产品研发过程的工具。（1）系统确保跟踪设计、制造所需要的大量数据和信息。（2）帮助组织产品设计，完善产品结构修改、跟踪进展中的设计，方便地找到存档数据以及相关的产品信息。（3）帮助协调组织，诸如设计审查、批准和变更，工作流优化，以及产品过程事件。

四、数字化技术在工装设计中的发展方向

（一）建立标准件库、标准结构库。设计工装时需要用到大量的标准件，必须要建立设计中常用的标准件库；对典型结构件也要提出建模要求，纳入标准件库，方便查询与调用，提高设计效率。（二）适应当前生产模式，开发三维模型与二维工程图之间的关联。要使一般的通用软件符合我们企业标准的二维出图环境，还得开发符合国家标准和企业标准的二维工程图模板，使工程图与三维模型互相关联，提高三维设计的质量和效率。（三）结合CAE系统实现优化的CAD设计。一个已掌握CAD技术的工装设计部门，更关心的是由工装加工的零件的品质。薄板冲压过程包含以大位移、大变形为特征的几何非线性，以塑性变形为特征的材料非线性和以接触摩擦为特征的边界非线性，其设计计算极其复杂。通过将CAE系统与成熟的模具CAD系统集成形成的CAD/CAE一体化技术以及基于CAE的冲压成型新工艺，可大大提高冲压工艺和模具的设计水平，缩短设计周期，提高冲压件品质。因此这项技术已成为工装设计应用发展需求的关键技术。（四）PDM系统在工装上的进一步应用。随着CAD/CAE/CAM/CAPP等各项技术的提高，PDM系统的推进，首先要实现的就是流程管理，如任务单的发放流程、工装图纸的设计流程、工装图纸的更改流程等流程管理。更重要的是要使工装设计部门和产品设计部门、工装生产部门、产品加工部门以统一的数据库中心为基础，进行并行的产品设计和加工。

五、小结

从二维绘图，到三维设计，再到PDM系统的实施，所有这些进程，都表达着一个主题：那就是“速度更快、效率更高、质量更好”。工装设计部门必须勇于学习和应用新知识、新技术，把自身专业技术与数字化技术紧密结合，不断提高自己的设计效率和质量。

参考文献：

[1]Auto CAD二次开发技术[M].人民邮电出版社.

[2]UG nx cad快速入门指导[M].清华大学出版社.

[3]CAD/CAM计算机辅助设计与制造[J]."计算机辅助设计与制造"编辑部.

[4]PDM在飞机制造工装设计中的应用研究[J].计算机应用.